JP7220615B2 - 管理システム及び管理方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の管理システムの模式的なブロック図である。図1に示すように、管理システム1は、製造管理システム10と、三次元積層装置12と、材料管理システム14と、プロセス管理システム16とを有する。製造管理システム10は、三次元積層装置12の造形条件などを管理するシステムである。製造管理システム10は、設定造形条件Da1と、必要材料量Da2と、発注データDa3とを設定して、自身が有する記憶部に記憶する。設定造形条件Da1は、三次元積層装置12が積層体の造形を行うための条件であり、必要材料量Da2は、三次元積層装置12が単位数の積層体を造形するために必要な材料の量であり、発注データDa3とは、三次元積層装置12による積層体の造形に用いる材料の発注に関する情報であるが、詳しくは後述する。
最初に、三次元積層装置12について説明する。図2は、本実施形態の三次元積層装置の模式図である。ここで、本実施形態では、水平面内の一方向を方向X、水平面内において方向Xと直交する方向を方向Y、方向X及び方向Yのそれぞれと直交する方向、すなわち鉛直方向を、方向Zとする。また、方向Yに沿う方向のうち一方の方向を、方向Y1とし、方向Yに沿う方向のうち他方の方向、すなわち方向Y1の反対方向を、方向Y2とする。本実施形態においては、三次元積層装置12の方向Y2側が、三次元積層装置12の正面側であり、三次元積層装置12の方向Y1側が、三次元積層装置12の背面側である。三次元積層装置12の正面側とは、例えば、作業者が積層体を造形するために三次元積層装置12を操作する側である。また、方向Zに沿う方向のうち一方の方向を、方向Z1とし、方向Zに沿う方向のうち他方の方向、すなわち方向Z1の反対方向を、方向Z2とする。本実施形態では、方向Z1が鉛直方向上方に向かう方向であり、方向Z2が鉛直方向下方に向かう方向である。図2は、本実施形態に係る三次元積層装置12を方向Yから見た模式図である。なお、本実施形態に係る三次元積層装置12は、粉末Pを材料として、粉末Pに光ビームLを照射して粉末Pを溶融及び固化させることで、積層体を造形する。ただし、三次元積層装置12は、材料として粉末Pを用いることに限られず、例えば、ワイヤー状の材料(例えばワイヤ状の金属材料)や、液体(例えば液相の金属バインダ)などを材料としてもよい。以降においては、用いる材料を粉末Pとして記載しているが、粉末Pを、粉末P以外の材料に置き換えてもよい。
次に、製造管理システム10について説明する。図5は、製造管理システムの模式的なブロック図である。製造管理システム10は、三次元積層装置12が積層体Aを造形するための造形条件などを管理する装置、ここではコンピュータである。図5に示すように、製造管理システム10は、入力部70と、出力部72と、記憶部74と、通信部76と、制御部78とを有する。入力部70は、ユーザの操作を受け付ける入力装置である。出力部72は、制御部78の制御内容などを表示する表示装置である。記憶部74は、制御部78の演算内容やプログラムの情報などを記憶するメモリであり、例えば、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)のような主記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)などの外部記憶装置とのうち、少なくとも1つ含む。記憶部74は、制御部78が取得した設定造形条件Da1と必要材料量Da2と発注データDa3とを記憶する。通信部76は、外部の装置と通信する機構、すなわち通信インターフェイスである。通信部76は、例えばWi-Fi(登録商標)モジュールやアンテナなどである。制御部78は、演算装置、すなわちCPU(Central Processing Unit)である。
次に、材料管理システム14について説明する。図7は、材料管理システムの模式的なブロック図である。材料管理システム14は、三次元積層装置12が積層体Aを造形するための材料を管理する装置、ここではコンピュータである。図7に示すように、材料管理システム14は、入力部90と、出力部92と、記憶部94と、通信部96と、制御部98とを有する。入力部90は、ユーザの操作を受け付ける入力装置である。出力部92は、制御部98の制御内容などを表示する表示装置である。記憶部94は、制御部98の演算内容やプログラムの情報などを記憶するメモリであり、例えば、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)のような主記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)などの外部記憶装置とのうち、少なくとも1つ含む。記憶部94は、制御部98が取得した材料データDcを記憶する。通信部96は、外部の装置と通信する機構、すなわち通信インターフェイスである。通信部96は、例えばWi-Fi(登録商標)モジュールやアンテナなどである。制御部98は、演算装置、すなわちCPU(Central Processing Unit)である。
次に、プロセス管理システム16について説明する。プロセス管理システム16は、三次元積層装置12による積層体Aの造形プロセスなどに関するプロセスモニタリングデータDdを蓄積するシステムである。図8は、プロセス管理システムの模式的なブロック図である。図8に示すように、プロセス管理システム16は、入力部110と、出力部112と、記憶部114と、通信部116と、制御部118とを有する。入力部110は、ユーザの操作を受け付ける入力装置である。出力部112は、制御部118の制御内容などを表示する表示装置である。記憶部114は、制御部118の演算内容やプログラムの情報などを記憶するメモリであり、例えば、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)のような主記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)などの外部記憶装置とのうち、少なくとも1つ含む。記憶部114は、制御部118が取得したプロセスモニタリングデータDdを記憶する。通信部116は、外部の装置と通信する機構、すなわち通信インターフェイスである。通信部116は、例えばWi-Fi(登録商標)モジュールやアンテナなどである。制御部118は、演算装置、すなわちCPU(Central Processing Unit)である。
10 製造管理システム
12 三次元積層装置
14 材料管理システム
16 プロセス管理システム
80 形状データ取得部
82 造形条件設定部
84 造形シミュレーション実行部
86 必要材料量取得部
87 発注データ生成部
88 出力制御部
A 積層体
Da1 設定造形条件
Da2 必要材料量
Da3 発注データ
Db1 プロセスデータ
Db2 品質データ
Dc 材料データ
Dd プロセスモニタリングデータ
Claims (9)
- 光ビームを照射して材料を供給することにより積層体を造形する三次元積層装置の前記材料を管理する管理システムであって、
前記積層体の形状データを取得する形状データ取得部と、
前記形状データに基づき、前記三次元積層装置で前記積層体を造形するための造形条件である設定造形条件を設定する造形条件設定部と、
前記設定造形条件に基づき、前記設定造形条件で前記積層体を造形する造形シミュレーションを実行する造形シミュレーション実行部と、
前記造形シミュレーションの実行結果に基づき、前記三次元積層装置で前記積層体を造形するために必要な前記材料の量である必要材料量を取得する必要材料量取得部と、
前記必要材料量に基づく情報を外部に出力する出力制御部と、
を有する、
管理システム。 - 前記積層体は、溶融した前記材料が固化することで造形される、請求項1に記載の管理システム。
- 前記造形シミュレーション実行部は、前記造形シミュレーションとして、前記材料を噴射して前記光ビームを照射するデポジション方式で前記積層体を造形するシミュレーションを実行する、請求項2に記載の管理システム。
- 前記造形条件設定部は、前記設定造形条件として、少なくとも、前記材料の供給速度と、前記光ビームの出力と、前記積層体が造形される基台部に対する、前記材料を噴射して前記光ビームを照射する積層ヘッドの送り速度と、を設定する、請求項3に記載の管理システム。
- 前記必要材料量取得部は、前記材料の噴射を開始するタイミングから前記積層体の造形を開始するタイミングまでの間に噴射される前記材料の量と、前記材料を噴射して前記光ビームを照射する積層ヘッドへの、前記材料の供給を停止するタイミングより後に、前記積層ヘッドから噴射される前記材料の量と、前記材料を噴射しているが前記光ビームを照射していない期間における前記材料の量とを、前記必要材料量に含める、請求項3又は請求項4に記載の管理システム。
- 前記造形条件設定部は、前記三次元積層装置が前記設定造形条件で前記積層体を造形した際の、前記積層体の品質データに基づき、前記設定造形条件を更新する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の管理システム。
- 前記形状データ取得部、前記造形条件設定部、前記造形シミュレーション実行部、前記必要材料量取得部、及び前記出力制御部は、製造管理システムに設けられ、
前記出力制御部は、前記必要材料量に基づき、前記製造管理システムとは異なる材料管理システムに、前記材料を発注する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の管理システム。 - 前記材料を管理する材料管理システムから、前記積層体の造形に用いた前記材料の特性を示す材料データを取得し、前記三次元積層装置が造形した前記積層体の品質データを取得するデータ取得部と、
前記材料データと前記品質データとを照合し、前記積層体の造形に用いた前記材料が適切なものであるかを判断する照合部と、をさらに有する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の管理システム。 - 光ビームを照射して材料を供給することにより積層体を造形する三次元積層装置の前記材料を管理する管理方法であって、
形状データ取得部が、前記積層体の形状データを取得する形状データ取得ステップと、
造形条件設定部が、前記形状データに基づき、前記三次元積層装置で前記積層体を造形するための造形条件である設定造形条件を設定する造形条件設定ステップと、
造形シミュレーション実行部が、前記形状データと前記設定造形条件とに基づき、前記設定造形条件で前記積層体を造形する造形シミュレーションを実行する造形シミュレーション実行ステップと、
必要材料量取得部が、前記造形シミュレーションの実行結果に基づき、前記三次元積層装置で前記積層体を造形するために必要な前記材料の量である必要材料量を算出する必要材料量算出ステップと、
出力制御部が、前記必要材料量に基づく情報を外部に出力する出力ステップと、
を有する、
管理方法。
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